نانو بیو سنسور های الکترو شیمیایی و روشی بنام سنجش ساندویچ سه جزئی (assay sandwich component Three (دکترای نانو _ میکرو الکترونیک)
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)
نکته: اندازه گیری سیگنال روش های الکترو شیمیایی برای تشخیص اکسیداسیون مستقیم DNA بسیار مناسب می باشند زیرا واکنش های الکترو شیمیایی مستقیما ایجاد سیگنال الکترونیکی می کنند و لذا نیازی به دستگاه های مبدل گران قیمت نمی باشد.
بعلاوه در این فرآیند چون ترتیب بازی ایموبولیزه شده می تواند تنها به یکسری سوبسترات های الکترود محدود میشود، عمل نمایاندن (ردیابی) بوسیله یکسری آنالیزه ای الکتروشیمیایی ارزان انجام میشود. سنسورهای الکتروشیمیایی جهت انجام تست های کلینیکی یا محیطی استفاده میشود ؛ اساس حساسیت سیگنال های الکترو شیمیایی بر اکسیداسیون مستقیم یا کاتالیزه شدن بازه ای DNA همچنین واکنش های احیاء مولکولهای گزارشگر (molecules Reporter) یا آنزیمها می باشد. از روشهای مختلفی برای سنجش سیگنال بطریق الکتروشیمیایی استفاده می گردد .اساس سنجش سیگنال در روش الکتروشیمی مستقیم DNA بر پایه واکنش اکسیداسیون و احیاء DNA در یک الکترود جیوه می باشد بنابر این مقدار DNA اکسید شده و احیاء شده با مقدار DNA ای که با پروب هیبرید می شود تناسب دارد. علاوه بر روشهای قدیم احیاء مستقیم DNA از روشی بنام ولت سنجی جذبی ( Stripping AdsorptionVoltammetry ) برای اکسیداسیون مستقیم DNA استفاده می شود که روشی بسیار حساس می باشد. در روش الکتروشیمی مستقیم بازه ای پورین بوسیله موادی مانند: کربن، ایندیومتین اکساید (ITO )طلا و الکترود های پوشیده از پلیمر اکسید می شوند. اگر چه روش الکتروشیمی مستقیم روش خیلی حساسی می باشد ولی کاربرد آن پیچیده می باشد زیرا برای اکسیداسون مستقیم DNA ،جریان زمینه با پتانسیل بالایی مورد نیاز است. همچنین روشهای ریاضی وعددی پیشرفته ای لازم است تا بتوان هر سیگنال را اندازه گیری نمود. البته روشهای جدیدی طراحی شده اند که بوسیله آن بتوان بکمک روشهای فیزیکی تداخلی که در زمینه ایجاد می شود حذف نمود.
DNA هدف را بوسیله پروب هایی که بر روی ذرات مغناطیسی (beads magnetic) ثابت شده اند را ردیابی می نمایند. در این روش بعد از اینکه DNA پروب با DNA هدف برخورد کرد، دانه های مغناطیسی در محلول از هم جدا می شوند. DNA های جمع آوری شده در محلول اسیدی دپیورینه می شوند و نوکلئوزید های گوانین دار و آدنین دار آزاد جمع آوری شده و بوسیله روش ولتسنجی جذبی آنالیز می شوند. همچنین روش مشابهی با استفاده از اکسیداسیون مستقیم گوانین گزارش شده است که بوسیله آن قادر بودند که یک موتاسیون خاص را دربین قطعات DNA ی که بوسیله PCR تکثیر شده بودند شناسایی کنند. روشدیگر استفاده از پروب اسید نوکلئیک پپتید می باشد که با استفاده از این پروب ها عمل هیبریداسیون بطور محکمتری انجام شده و می توان موتاسیون نقطه ای را در DNA هدف با این روش تشخیص داد .در روش الکتروشیمی غیر مستقیم DNA برای اکسیداسیون DNA از حد واسط های الکترو شیمیایی استفاده می شود. یک روش اختصاصی بسیار موثر استفاده از کمپلکس های پلی پیریدیل (RUII) و IIO می باشد که به نانو وسیله مولکول های آنها اکسیداسیون الکترو شیمیایی گوانین صورت می گیرد. بوسیله این روش یک ترتیب سه نوکلئوتیدی را ردیابی کنند. این روش به همراه PCR-rt می تواند برای بیان بیش از حد ژن ها در نمونه های توموری مورد استفاده قرار بگیرد ودارای حساسیت بالایی می باشد. در همین روش بازهای آلی که از طریق شیمیایی تغییر کرده اند وارد محصول PCR شده و DNA حاصل بروش هایی شناسایی می گردد. اگر چه این روش بسیار حساس می باشد ولی اینکѧه این روش برای تشخیص های کلینیکی مناسب می باشد هنوز کاملا مشخص نمی باشد. از مزایای این روش غیر پیچیده بودن آن می باشد.
نتیجه گیری:
چندین روش که بر اساس آن DNA هدف با مولکولهای گزارشگر فعال احیاء شده نشان دار مولکول ردیابی نمود. با استفاده از روشهای فیزیکی می توان ترتیب بازی نشان دار را تا محدوده در این روش شامل سنجش ساندویچ سه جزئی (assay sandwich component Three می باشد که در این حالت مواد نشان دار احیاء شده به یک قطعه DNA سنتزی متصل می شود که این قطعه DNA به کمپلکس پروب – هدفمتصل می شود. به عبارت دیگر مواد نشان دار احیاء شده به یک قطعه سنتزی متصل می شود که این قطعه سنتزی به کمپلکس پروب – هدف متصل شده یا آویزان می شود. در این حالت احتیاج برای اینکه در DNA هدف تغییری ایجاد شود از بین می رود که سبب می شود پروب و ترتیب بازی نشان دار را در کنار هم قرار دهد. یکی از موارد استفاده از DNA های نشان دار استفاده از پروب نشان دار شده با فروسین می باشد که بر روی الکترود طلا قرار گرفته است. با استفاده از این تکنیک می توان DNA هدف را محصور نموده و بر اثر تماس ایجاد شده تغییری در مولکول فروسین صورت میگیرد که سیگنالی به الکترود طلا می دهد و این سیگنال بصورت جریان فاراد اندازه گیری می شود.
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)
دکترایِ تخصصی نانو _ میکرو الکترونیک